Wniosek - Centrum Inteligentnych Systemów Informatycznych

!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
WNIOSEK O PORTFOLIO:
Koncepcja zróżnicowanej,
rozproszonej, heterogenicznej
architektury Inteligentnych
Systemów Informatycznych
!
Autorzy: Sebastian Ernst, Andrzej Firlit, Konrad Kułakowski, Andrzej Rychlicki
!
!
!
!
!
Opis merytoryczny
!
Cel naukowy
(jaki problem wnioskodawca podejmuje się rozwiązać, co jest jego istotą, co uzasadnia
podjęcie tego problemu, jakie przesłanki skłaniają wnioskodawcę do podjęcia
proponowanego tematu)
!
W dobie, w której świadomość ograniczoności zasobów naturalnych ziemi przestała być
depozytem garstki światłych intelektualistów, a stała się własnością narodów, Unia
Europejska podjęła wysiłek zmierzający do ograniczenia zużycia paliw kopalnych, emisji
zanieczyszczeń do atmosfery oraz racjonalizacji wykorzystania zasobów nieodnawialnych.
Wysiłek ten znalazł swój wymierny wyraz w przyjęciu dyrektywy 2006/32/WE Parlamentu
Europejskiego i Rady Europy z dnia 5 kwietnia 2006 przyjmującej, dążenie państw
członkowskich do osiągnięcia celu indykatywnego w zakresie oszczędności energii w
wysokości 9%. Ponad to, w ramach walki z globalnym ociepleniem Rada Europejska w
dniach 8-9 marca 2007 r. zatwierdziła „pakietu 3x20”, zakładający redukcję o 20% gazów
cieplarnianych, zwiększenie efektywności energetycznej o 20% oraz co najmniej 20%
udział odnawialnych źródeł energii (OZE) w ogólnym bilansie energetycznym.
Spełnienie tych celów nie jest możliwe bez przeprowadzenia dogłebnych badań z zakresu
zarządzania energią, jej dostawami i dystrybucją, a także sposobami kształtowania postaw
ludzkich mających na celu racjonalizację zużycia energii a także, w ograniczonym zakresie,
jej produkcję (postawa prosumencka). Odpowiedzią na to zapotrzebowanie jest projekt
Green AGH Campus. Celem tego projektu jest stworznie Laboratorium ProjektowoOptymalizacyjnego, które było by kompleksowym rozwiązaniem pozwalającym na
rozwijanie i wdrażanie technologii związanych z zarządzaniem szeroko
pojętą infrastrukturą energetyczną, w tym metod analizy i optymalizacji dystrybucji energii,
kształtowanie popytu, analizy i przetwarzania danych pomiarowych etc. Istotnym
elementem proponowanego rozwiązania będzie stanowić odpowiednia infrastruktura
pomiarowa i odbiorcza przeznaczona do instalacji w wybranych miejscach kampusu oraz
Miasteczka Akademickieg Akademii Górniczo-Hutniczej. !
!
!
!
!
!
!
!
!
Istniejący stan wiedzy w zakresie tematu badań
(jaki oryginalny wkład wniesie rozwiązanie postawionego problemu do dorobku danej
dyscypliny, czy jest to problem nowy czy kontynuowany)
!
W chwili obecnej na całym świecie realizuje się co najmniej kilkanaście podobnych
projektów. Najbardziej znane to Smart City w Amsterdamie (http://
amsterdamsmartcity.com/), Smart Grid Florida, oraz podobne eksperymenty w Londynie,
Sztokholmie, San Diego, Masdarze i Singapurze. Projekty te charakteryzują się
dość dużą specyfiką wynikającą z rodzaju bogactw naturalnych regionów w których
funkcjonują, charakteru konsumpcji i produkcji energii, wzorców zachowań konsumentów
etc. Stąd też po mimo dość bogatego piśmiennictwa (http://ideas.repec.org/p/dgr/vuarem/
2009-48.html) w zakresię Smart Cities nie wszystkie rozwiązania i doświadczenia
wypracowane w kontekście jednego projektu mogą znaleźć zastosowanie w innym
projekcie. Według najlepszej wiedzy autorów projektowany Green AGH Campus jest pierwszym
i unikatowym w skali całego kraju tego typu rozwiązaniem. Wypracowane rozwiązania
będą starały się odpowiedzieć na postawione problemy przede wszystkim w kontekstach
regionalnym i krajowym. !
Metodyka badań
(co stanowi podstawę naukowego warsztatu wnioskodawcy i jak zamierza rozwiązać
postawiony problem, jakie urządzenia (aparatura) zostaną wykorzystane w badaniach).
!
Na rozwiązanie pt. Laboratorium Projektowo-Operacyjne będą składać się trzy główne
komponenty:
1. Laboratorium - oferujące funkcje związane z zarządzaniem infrastrukturą, ewidencją i
zbieraniem danych energetycznych.
2. System kontrolno-pomiarowy - umożliwiający monitorowanie stanu pracy sieci
elektroenergetycznej MS-AGH nie tylko pod kątem poziomu zużycia energii
elektrycznej, ale w zdecydowanie szerszym zakresie umożliwiającym również analizę
i ocenę jakości energii elektrycznej.
3. System oświetleniowy - celem którego jest zapewnienie oświetlenia terenu MS-AGH
w porze nocnej przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej sprawności i ekonomiki
rozwiązania tak, aby przebywanie i poruszanie się w obrębie wyznaczonego terenu
było bezpieczne i komfortowe.
!
!
Poszczególne komponenty rozwiązania będą wymagać zakupu, instalacji i implementacji
odpowiedniego sprzętu, do którego zaliczyć należy, oprogramowanie do akwizycji, obróbki,
analizy danych energetycznych, serwerów, infrastruktury sieciowej, aparatury pomiarowej,
infrastruktury oświetleniowej. !
!
!
Efekt badań
(co będzie wymiernym, udokumentowanym efektem podjętego problemu – nowe patenty
„know-how”, nowe metody, urządzenia, implikacje, konsekwencje, walory)
!
Zakładanymi efektami przeprowadzonych badań będą:
● Obniżone zużycie energii przez instalację oświetleniową beneficjenta (AGH)
● Stworzenie laboratorium dydaktycznego oraz kształcenie studentów w zakresie
systemów inteligentnego oświetlenia
● Podniesienie poziomu bezpieczeństwa na terenie Miasteczka AGH
● Stworzenie algorytmów analizy danych pozwalających na przewidywanie wartości
parametrów pomiarowych na podstawie danych historycznych
● Metody motywacji osób, włączając w to nowoczesne formy przekazu
multimedialnego: internet, technologie mobilne, smart appliances (smart tv, smart
fridge, smart audio etc.)
● Stworzenie metod analizy pracy sieci energetycznej opartej o wielowymiarową analizę danych ● Analiza wpływu gry rynkowej dynamicznymi taryfami na efektywność energetyczną
prosumenta/konsumenta
● Utworzenie nowego kierunku studiów podyplomowych Inteligentne Sieci
Energetyczne
● Utworzenie Centrum Naukowo- Dydaktycznego Smart Grid
!
Charakterystyka i typ potencjalnych nabywców
!
1. partnerzy z przemysłu, biznesu potencjalnie zainteresowani rozwiązaniem,
2. jednostki samorządowe i instytucje potencjalnie zainteresowane rozwiązaniem,
3. obszary przemysłu, biznesu, w których można zastosować rozwiązanie.
Jednostki samorządowe, samorządy terytorialne, gminy i aglomeracje miejskie - mogą
być zainteresowane wdrożeniem systemu. Duzi gracze na rynku rozwiązań energetycznych tacy jak Schneider Electric, ABB, GE mogą być zainteresowani pozyskaniem opracowanych rozwiązań, algorytmów, zakupem
patentów etc.
!
!
!
!
!
!
!
!
Materiały promocyjne
!
Do promocji projektu mogą zostać wykorzystane następujące materiały, zarówno już
istniejące jak i te które mogą zostać przygotowane:
● prezentacje mutlimedialne przedstawiające koncepcję Green AGH Campus,
● zdjęcia obiektów, urządzeń i wzorcowych rozwiązań które mogą zostać
wykorzystane w projekcie,
● materiały wideo dotyczące wzorcowych rozwiązań oraz prac przygotowawczych,
● opisy i wizualizacje koncepcji Laboratorium oraz Systemów tworzonych w ramach
projektu,
● dokumentacja techniczna obiektów objętych projektem,
● wycinki prasowe dotyczące tego i podobnych przedsięwzięć.
!
Mentorzy projektu
!
!
●
●
●
Bartosz Wojszczyk (Managing Director, Global Growth & Strategy General Electric)
prof. Leszek Kotulski prof. Zbigniew Hanzelka
Obszary zastosowań
!
!
Pierwotnym efektem projektu będzie sprawny energetycznie, zapewniający
bezpieczeństwo poruszania się system oświetlenia MS-AGH.
Stworzony system gromadzenia i analizy danych uzyskanych z urządzeń
pomiarowych pozwoli opracować algorytmy optymalnego sterowania produkcją,
magazynowaniem i wykorzystaniem energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w
systemach oświetlenia ulicznego. Mogą one być podstawą do oceny zastosowanych
urządzeń sterujących oraz opracowania bardziej energooszczędnych systemów zarządzania
obiektami typu Smart Grid o różnej skali wielkości, obszaru zastosowania i różnych
metodach optymalizacji.
W oparciu o planowane Laboratorium powstanie możliwość utworzenia nowego
kierunku studiów w zakresie budowy i wykorzystania inteligentnych sieci energetycznych.
Dodatkowym efektem zajęć w laboratorium powinno być zwrócenie uwagi na kwestię
oszczędzania i pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych oraz kształtowanie postawy
prosumenckiej u przyszłych inżynierów elektryków.
!
!
!
!
!
!
Krytyczna analiza zalet projektu
(Opis silnych i słabych stron projektu).
!
Silne strony projektu:
● duże zapotrzebowanie na systemy produkcji energii odnawialnej, obniżające emisję
CO2,
● rosnące zainteresowanie wykorzystaniem i sterowaniem źródeł światła małej mocy
(LED) do oświetlania przestrzeni miejskich, ● skalowalność proponowanych rozwiązań - możliwość wykorzystania doświadczeń w
skali dużych i małych aglomeracji miejskich,
● przewidywane mocne wsparcie projektu ze strony zarówno producentów i
konsumentów źródeł światła i systemów sterowania (GE),
!
Ryzyka
(Wskazania czynników ryzyka).
!
!
Zidentyfikowane potencjalne czynniki ryzyka dla projektu:
● brak kompatybilności rozwiązań sprzętowych i programowych,
● niedobór funkcjonalności oprogramowania,
● problemy wydajnościowe, powstawanie „wąskich gardeł”,
● niskie zaangażowanie społeczności AGH i MS AGH,
● słaba sterowalność zachowaniami osób zangażowanych w projekt.
● ze względu na zaangażowanie w projekt dużej liczby podmiotów należy spodziewać
się trudności na styku zakresu kompetencji różnych zespołów wykonawców.
!
!
!